ПЛОСКАЯ ЛИНЗА ИЗ ЛЕЙКОСАПФИРА С ФОКУСОМ НЕОБЫКНОВЕННЫХ ЛУЧЕЙ Российский патент 2015 года по МПК G02B1/02 G02B1/08 

Описание патента на изобретение RU2555183C1

Изобретение относится к технологии линз для оптических систем современных оптических и оптоэлектронных приборов, работающих в ультрафиолетовой, видимой и ИК областях спектров, и может быть использовано при получении плоских линз из лейкосапфира для необыкновенного луча.

Плоские линзы из лейкосапфира для необыкновенных лучей с улучшенными оптическими, прочностными и конструкционными характеристиками имеют соответствующее применение, связанное, в частности, с преобразованием монохромного света в поляризованные сфокусированные в точке на оси симметрии детали лучи, а также с защитой высокоточных оптико-электронных систем приборов нового поколения. Отличительной особенностью линз является тот факт, что она работает как собирательная линза с заданным фокусным расстоянием только для необыкновенных лучей, при этом, не отклоняя обыкновенные лучи, при нормальном падении лучей на линзу.

Известен способ получения оптических линз из монокристаллов, включающий изготовление вогнуто-выпуклых заготовок путем пластической деформации изгиба плоскопараллельных пластинок из Z-среза кристаллов Al2O3 пуансоном с заданным профилем рабочей поверхности и последующего формирования входящей поверхности линзы с помощью методов удаления с заготовки избыточного слоя материала, причем пластическую деформацию изгиба осуществляют пуансоном, поверхность которого является поверхностью вращения с профилем, описываемым уравнением параболы yc=ах+b, где «с» - характеризует показатель преломления, «а» и «b» - характеристики линзы, далее входящую поверхность линзы формируют с помощью методов удаления с заготовки избыточного слоя материала как полусферическую, радиусом R до заданной толщины, обеспечивающей после преломления прохождение лучей вдоль оптических осей, при этом оптическую ось линзы ориентируют по оси симметрии заготовки.

Указанный способ не позволяет получать линзу с фокусом только необыкновенных лучей из лейкосапфира (См. патент РФ №2377614, опубликованный 27.12.2009 по индексу МПК G02B 1/02, B29D 11/00).

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ получения плоской линзы из лейкосапфира, включающий изготовление вогнуто-выпуклой заготовки путем пластической деформации изгиба плоскопараллельной пластинки из Z-среза кристалла, отличающийся тем, что линзу формируют с помощью методов удаления с заготовки избыточного слоя материала как плоскопараллельную пластинку, перпендикулярную оси симметрии заготовки, совмещенной с осью конуса оптических осей, заданной толщины, при этом входящая поверхность плоской линзы расположена на расстоянии х<δ от вершины заготовки, где δ - толщина заготовки (См. патент РФ №2482522, опубликованный 20.05.2013 по индексу МПК G02B 1/02).

Данным способом получают плоские линзы из лейкосапфира для параллельного пучка света, прозрачные в области 25000-2000 см-1. Однако указанный способ не позволяет получать плоскую линзу с фокусом необыкновенных лучей.

Задачей предлагаемого технического решения является создание плоской линзы из лейкосапфира с фокусом необыкновенных лучей для параллельного пучка света, направленного перпендикулярно входящей поверхности детали, прозрачной в области спектра 25000-2000 см-1.

Плоская линза из лейкосапфира с фокусом необыкновенных лучей, изготовленная из заготовки, полученной путем высокотемпературной пластической деформации пластинки из Z-среза кристалла Al2O3, ось симметрии которой совпадает с направлением оси симметрии пуансона, имеющего рабочую поверхность в сечении, описываемую полиномом четвертой степени y=ΣKаkxk, где y, х - координаты сечения с центром на оси симметрии, аk - коэффициенты, характеризующие фокусное расстояние и толщину линзы, k=1…4, входящая и выходящие поверхности линзы являются плоскостями, перпендикулярными оси симметрии заготовки и линзы, причем выходящая поверхность плоской линзы и заготовка имеют общую точку на оси симметрии линзы, а входящая поверхность определяется требуемой толщиной линзы.

Получение плоской линзы из лейкосапфира с фокусом необыкновенных лучей позволяет обеспечить уникальные свойства пластически деформированного кристалла, в которой при падении параллельного пучка лучей, направленных перпендикулярно поверхности линзы, после преломления на входящей поверхности линзы необыкновенные лучи распространяются под углом к оси симметрии линзы и преломляются на второй поверхности линзы в фокусе, находящемся на оси симметрии детали, т.е. она работает как собирательная линза с заданным фокусным расстоянием только для необыкновенных лучей, при этом не отклоняя обыкновенные лучи, что обусловлено необходимым изменением оптической индикатрисы кристалла и характеристиками детали.

На чертеже представлена схема получения плоской линзы из лейкосапфира, где 1 - заготовка полученной высокотемпературной пластической деформацией пластинки из Z-среза кристалла, в которой Z - оптическая ось кристалла, развернутая относительно оси симметрии на заданный угол для каждой точки поверхности; 2 - плоская линза с фокусом необыкновенных лучей; 3 и 4 - входящая и выходящая поверхности линзы соответственно.

Конкретный пример получения плоской линзы из лейкосапфира с фокусом необыкновенных лучей

Из кристалла лейкосапфира изготавливают заготовку 1, полученную путем пластической деформации изгиба плоско-параллельной пластины толщиной 6,1 мм из Z-среза лейкосапфира пуансоном, имеющим в сечении рабочую поверхность, описываемую полиномом четвертого порядка

y=-0,0050х4+0,0630х3-0,0435х2+0,0050х, что обеспечивает необходимый разворот оптических осей кристалла относительно оси симметрии. Заготовку с «асферической» внутренней поверхностью обрабатывают путем удаления избыточного материала методом шлифовки и полировки до получения пластины, перпендикулярно оси симметрии заготовки, причем выходящая поверхность 4 плоской линзы и заготовка имеют общую точку на оси симметрии линзы 2, а входящая поверхность 3 определяется толщиной, равной 4,3 мм.

Полученная плоская линза является линзой с фокусом, равным 11713,65 мм для необыкновенных лучей при падении на поверхность лучей, направленных перпендикулярно поверхности детали.

Обыкновенные лучи распространяются в плоской линзе, при нормальном падении лучей на деталь, не преломляясь.

Похожие патенты RU2555183C1

название год авторы номер документа
ПЛОСКАЯ ЛИНЗА ИЗ ЛЕЙКОСАПФИРА И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ 2011
  • Ветров Василий Николаевич
  • Игнатенков Борис Александрович
  • Письменный Виктор Александрович
  • Дукельский Константин Владимирович
RU2482522C2
Способ получения плоской линзы из лейкосапфира с минимальным двулучепреломлением 2016
  • Ветров Василий Николаевич
  • Игнатенков Борис Александрович
RU2620201C1
ПЛОСКО-ВОГНУТАЯ ЛИНЗА ИЗ ЛЕЙКОСАПФИРА, ФОРМИРУЮЩАЯ ПЛОСКИЙ ВОЛНОВОЙ ФРОНТ ДЛЯ НЕОБЫКНОВЕННЫХ ЛУЧЕЙ, И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ 2013
  • Ветров Василий Николаевич
  • Игнатенков Борис Александрович
  • Письменный Виктор Александрович
  • Титов Александр Николаевич
RU2539682C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АСФЕРИЧЕСКОЙ ЛИНЗЫ ИЗ ЛЕЙКОСАПФИРА 2015
  • Ветров Василий Николаевич
  • Игнатенков Борис Александрович
  • Титов Александр Николаевич
RU2592722C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ЛИНЗ ИЗ ЛЕЙКОСАПФИРА 2008
  • Ветров Василий Николаевич
  • Игнатенков Борис Александрович
  • Письменный Виктор Александрович
  • Дукельский Константин Владимирович
RU2377614C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ЛИНЗ ИЗ МОНОКРИСТАЛЛОВ 2005
  • Ветров Василий Николаевич
  • Игнатенков Борис Александрович
  • Письменный Виктор Александрович
  • Петровский Гурий Тимофеевич
  • Рыжиков Энгельс Николаевич
  • Дукельский Константин Владимирович
RU2313809C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ЛИНЗ С МИНИМАЛЬНЫМ ДВУЛУЧЕПРЕЛОМЛЕНИЕМ 2005
  • Ветров Василий Николаевич
  • Игнатенков Борис Александрович
  • Письменный Виктор Александрович
  • Петровский Гурий Тимофеевич
  • Рыжиков Энгельс Николаевич
  • Дукельский Константин Владимирович
RU2310216C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ЛИНЗ 2005
  • Ветров Василий Николаевич
  • Игнатенков Борис Александрович
  • Письменный Виктор Александрович
  • Петровский Гурий Тимофеевич
  • Рыжиков Энгельс Николаевич
  • Дукельский Константин Владимирович
RU2285757C2
Способ получения менисков из кристаллов фтористого лития 2019
  • Ветров Василий Николаевич
  • Дунаев Анатолий Алексеевич
  • Игнатенков Борис Александрович
  • Еронько Сергей Борисович
  • Соловьев Сергей Николаевич
RU2712680C1
Способ получения оптических линз 1990
  • Афанасьев Игорь Иванович
  • Ветров Василий Николаевич
  • Игнатенков Борис Александрович
  • Рыжиков Энгельс Николаевич
  • Андрианова Лариса Константиновна
SU1773956A1

Реферат патента 2015 года ПЛОСКАЯ ЛИНЗА ИЗ ЛЕЙКОСАПФИРА С ФОКУСОМ НЕОБЫКНОВЕННЫХ ЛУЧЕЙ

Плоская линза из лейкосапфира с фокусом необыкновенных лучей изготовлена из заготовки, полученной путем высокотемпературной пластической деформации пластинки из Z-среза кристалла Al2O3, ось симметрии которой совпадает с направлением оси симметрии пуансона, имеющего рабочую поверхность в сечении, описываемую полиномом четвертой степени y=ΣKаkxk, где y, х - координаты сечения с центром на оси симметрии, аk - коэффициенты, характеризующие фокусное расстояние и толщину линзы, при k=1…4. Входящая и выходящие поверхности плоской линзы являются плоскостями, перпендикулярными оси симметрии заготовки и линзы. Выходящая поверхность плоской линзы и заготовка имеют общую точку на оси симметрии линзы. Входящая поверхность определяется требуемой толщиной плоской линзы. Технический результат - создание плоской линзы из лейкосапфира с фокусом необыкновенных лучей для параллельного пучка света, направленного перпендикулярно входящей поверхности детали, прозрачной в области спектра 25000-2000 см-1. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 555 183 C1

Плоская линза из лейкосапфира с фокусом необыкновенных лучей, изготовленная из заготовки, полученной путем высокотемпературной пластической деформации пластинки из Z-среза кристалла Al2O3, ось симметрии которой совпадает с направлением оси симметрии пуансона, имеющего рабочую поверхность в сечении, описываемую полиномом четвертой степени y=ΣKаkxk, где y, х - координаты сечения с центром на оси симметрии, аk - коэффициенты, характеризующие фокусное расстояние и толщину линзы, при k=1…4, входящая и выходящие поверхности плоской линзы являются плоскостями, перпендикулярными оси симметрии заготовки и линзы, причем выходящая поверхность плоской линзы и заготовка имеют общую точку на оси симметрии линзы, а входящая поверхность определяется требуемой толщиной плоской линзы.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2015 года RU2555183C1

ПЛОСКАЯ ЛИНЗА ИЗ ЛЕЙКОСАПФИРА И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ 2011
  • Ветров Василий Николаевич
  • Игнатенков Борис Александрович
  • Письменный Виктор Александрович
  • Дукельский Константин Владимирович
RU2482522C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ЛИНЗ 2005
  • Ветров Василий Николаевич
  • Игнатенков Борис Александрович
  • Письменный Виктор Александрович
  • Петровский Гурий Тимофеевич
  • Рыжиков Энгельс Николаевич
  • Дукельский Константин Владимирович
RU2285757C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ЛИНЗ ИЗ ЛЕЙКОСАПФИРА 2008
  • Ветров Василий Николаевич
  • Игнатенков Борис Александрович
  • Письменный Виктор Александрович
  • Дукельский Константин Владимирович
RU2377614C1
US 2003067679 A1, 10.04.2003
US 6683714 B1, 27.01.2004

RU 2 555 183 C1

Авторы

Ветров Василий Николаевич

Игнатенков Борис Александрович

Лебалин Владимир Сергеевич

Даты

2015-07-10Публикация

2014-04-01Подача